模板木计算全新用.docx
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模板木计算全新用
模板支撑(木支撑)计算书
工程名称:
恒盛商住小区1#~7#楼;工程建立地点:
市二环北路;属于框剪结构;地上18层;地下1层;建筑高度:
55.5m;标准层层高:
3.0m;总建筑面积58000平方米;总工期:
540天。
本工程由市恒大房地产开发XX公司投资建立,市城乡规划设计,地矿公司分公司地质勘察,XX至佳建立工程咨询监理监理,市建筑安装工程公司组织施工;由旭东担任项目经理,朱銘担任技术负责人。
计算依据《木结构设计规》〔GB50005-2003〕等规编制。
梁模板(木支撑)计算
一、参数信息
1、模板参数
木支撑纵距Lb(m):
0.400;立杆计算高度H(m):
2.400;
立杆圆木大头直径R(mm):
80.000;立杆圆木小头直径r(mm):
40.000;
梁底斜撑方木截面宽度b1(mm):
40.000;梁底斜撑方木截面高度h1(mm):
60.000;
帽木长度La(m):
1.000;帽木截面宽度b2(mm):
60.000;
帽木斜撑方木截面高度h2(mm):
80.000;
斜撑与立杆连接处到帽木的距离h0(mm):
600.000;
梁截面宽度B(m):
0.250;梁截面高度D(m):
0.500;
2、荷载参数
模板自重(kN/m2):
0.4;混凝土与钢筋自重(kN/m2):
25.0;
施工荷载(kN/m2):
1.0;新浇混凝土荷载侧压力(kN/m2):
12.0;
振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):
2.0;振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):
4.0;
3、梁侧模板参数
主楞间距(mm):
500;次楞根数:
4;主楞竖向支撑点数量:
4;
竖向支撑点到梁底距离依次是:
80mm,160mm,300mm,380mm;
穿梁螺栓直径(mm):
M8;穿梁螺栓水平间距(mm):
500;
主楞材料:
木方;宽度(mm):
60.00;高度(mm):
80.00;
次楞材料:
木方;宽度(mm):
60.00;高度(mm):
80.00;
4、面板参数
面板选用类型:
胶合面板;面板弹性模量E(N/mm2):
6000.000;
面板厚度(mm):
20.000;面板抗弯设计值fm(N/mm2):
13.000;
5、立杆圆木参数
立杆圆木选用木材:
杉木;圆木弹性模量E(N/mm2):
9000.000;
圆木抗压强度设计值fc(N/mm2):
10.000;
6、斜撑方木参数
斜撑方木选用木材:
杉木;斜撑方木弹性模量E(N/mm2):
9000.000;
斜撑方木抗压强度设计值fc(N/mm2):
11.000;
7、帽木方木参数
帽木方木选用木材:
杉木;弹性模量E(N/mm2):
9000.000;
抗剪强度设计值fv(N/mm2):
1.400;抗弯强度设计值fm(N/mm2):
11.000;
二、梁侧模板荷载计算
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按以下公式计算,并取其中的较小值:
F=0.22γtβ1β2V1/2
F=γH
其中γ--混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,取2.000h;
T--混凝土的入模温度,取20.000℃;
V--混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;
H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取0.500m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.200;
β2--混凝土坍落度影响修正系数,取0.850。
分别计算得17.031kN/m2、12.000kN/m2,取较小值12.000kN/m2作为本工程计算荷载。
三、梁侧模板面板的计算:
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
次楞的根数为4根。
面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
面板计算简图(单位:
mm)
1.强度计算
材料抗弯强度验算公式如下:
σ=M/W<[f]
其中,W--面板的净截面抵抗矩,W=50×2×2/6=33.33cm3;
M--面板的最大弯矩(N·mm);
σ--面板的弯曲应力计算值(N/mm2)
[f]--面板的抗弯强度设计值(N/mm2);
按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算:
M=0.1q1l2+0.117q2l2
其中,q--作用在模板上的侧压力,包括:
新浇混凝土侧压力设计值:
q1=1.2×0.5×12×0.9=6.48kN/m;
振捣混凝土荷载设计值:
q2=1.4×0.5×4×0.9=2.52kN/m;
计算跨度:
l=(500-100)/(4-1)=133.33mm;
面板的最大弯矩M=0.1×6.48×[(500-100)/(4-1)]2+0.117×2.52×[[(500-100)/(4-1)]]2=1.68×104N·mm;
面板的最大支座反力为:
N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×6.480×[(500-100)/(4-1)]/1000+1.2×2.520×[(500-100)/(4-1)]/1000=1.354kN;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=1.68×104/3.33×104=0.5N/mm2;
面板的抗弯强度设计值:
[f]=13N/mm2;
面板的受弯应力计算值σ=0.5N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值:
q=q1=6.48N/mm;
l--计算跨度:
l=[(500-100)/(4-1)]=133.33mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=6000N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=50×2×2×2/12=33.33cm4;
面板的最大挠度计算值:
ν=0.677×6.48×[(500-100)/(4-1)]4/(100×6000×3.33×105)=0.007mm;
面板的最大容许挠度值:
[ν]=l/250=[(500-100)/(4-1)]/250=0.5mm;
面板的最大挠度计算值ν=0.007mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=0.533mm,满足要求!
四、梁侧模板支撑的计算:
1.次楞计算
次楞直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到:
q=1.354/0.500=2.707kN/m
本工程中,次楞采用木方,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W=1×6×8×8/6=64cm3;I=1×6×8×8×8/12=256cm4;E=9000.00N/mm2;
计算简图
剪力图(kN)
弯矩图(kN·m)
变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.068kN·m,最大支座反力R=1.489kN,最大变形ν=0.051mm
〔1〕次楞强度验算
强度验算计算公式如下:
σ=M/W<[f]
经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值σ=6.77×104/6.40×104=1.1N/mm2;
次楞的抗弯强度设计值:
[f]=11N/mm2;
次楞最大受弯应力计算值σ=1.1N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=11N/mm2,满足要求!
〔2〕次楞的挠度验算
次楞的最大容许挠度值:
[ν]=500/400=1.25mm;
次楞的最大挠度计算值ν=0.051mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.25mm,满足要求!
2.主楞计算
主楞承受次楞传递的集中力,取次楞的最大支座力1.489kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,主楞采用木方,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W=1×6×8×8/6=64cm3;I=1×6×8×8×8/12=256cm4;E=9000.00N/mm2;
主楞计算简图
主楞弯矩图(kN·m)
主楞变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.060kN·m,最大支座反力R=1.899kN,最大变形ν=0.010mm
〔1〕主楞抗弯强度验算
σ=M/W<[f]
经计算得到,主楞的受弯应力计算值:
σ=5.96×104/6.40×104=0.9N/mm2;主楞的抗弯强度设计值:
[f]=11N/mm2;
主楞的受弯应力计算值σ=0.9N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=11N/mm2,满足要求!
〔2〕主楞的挠度验算
根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为0.010mm
主楞的最大容许挠度值:
[ν]=140/400=0.35mm;
主楞的最大挠度计算值ν=0.01mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.35mm,满足要求!
五、穿梁螺栓的计算
验算公式如下:
N<[N]=f×A
其中N--穿梁螺栓所受的拉力;
A--穿梁螺栓有效面积(mm2);
f--穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;
穿梁螺栓型号:
M8;查表得:
穿梁螺栓有效直径:
9.85mm;穿梁螺栓有效面积:
A=76mm2;
穿梁螺栓所受的最大拉力:
N=1.899kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值:
[N]=170×76/1000=12.92kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力N=1.899kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN,满足要求!
六、梁底模板计算:
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。
计算的原那么是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。
强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=250×20×20/6=1.67×104mm3;
I=250×20×20×20/12=1.67×105mm4;
1.抗弯强度验算
按以下公式进展面板抗弯强度验算:
σ=M/W 其中,σ--梁底模板的弯曲应力计算值(N/mm2); M--计算的最大弯矩(kN·m); l--计算跨度(梁底支撑间距): l=400.000mm; q--作用在梁底模板的均布荷载设计值(kN/m); 新浇混凝土与钢筋荷载设计值: q1: 1.2×25.000×0.250×0.500×0.900=3.375kN/m; 模板结构自重荷载: q2: 1.2×0.350×0.250×0.900=0.095kN/m; 施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值: q3: 1.4×(1.000+2.000)×0.250×0.900=0.945kN/m; q=q1+q2+q3=3.375+0.095+0.945=4.415kN/m; 跨中弯矩计算公式如下: M=0.1ql2 面板的最大弯矩: Mmax=0.10×4.414×0.42 面板的最大受弯应力计算值: σ=0.071×106/1.67×104=4.2N/mm2; 梁底模面板计算应力σ=4.2N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求! 2.挠度验算 根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。 最大挠度计算公式如下: ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中,q--作用在模板上的压力线荷载: q=〔25.00×0.500+0.35〕×0.25=3.21kN/m; l--计算跨度(梁底支撑间距): l=400.00mm; E--面板的弹性模量: E=6000.0N/mm2; 面板的最大允许挠度值: [ν]=400.00/250=1.600mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.677×3.212×4004/(100×6000×1.67×105)=0.557mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.557mm小于面板的最大允许挠度值: [ν]=400/250=1.6mm,满足要求! 七、帽木验算: 支撑帽木按照集中以与均布荷载作用下的两跨连续梁计算; (1)钢筋混凝土板自重线荷载设计值(kN/m): q1=1.2×25.000×0.500×0.400=6.000kN/m; (2)模板的自重线荷载设计值(kN/m): q2=1.2×0.350×0.400=0.168kN/m; (3)施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m): q3=1.4×(1.000+2.000)×0.400=1.680kN/m; q=q1+q2+q3=7.848kN/m; (4)帽木的自重线荷载设计值(kN/m): q4=1.2×60.000×10-3×80.000×10-3×3.870=0.022kN/m; 帽木截面抵抗矩: W=60.000×80.0002/6=64000.000mm3; 帽木截面惯性矩: I=60.000×80.0003/12=2560000.000mm4; 帽木简图 帽木剪力图(kN) 帽木弯矩图(kN·m) 帽木变形图(mm) 各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为: R1=0.033kN;R2=1.918kN;R3=0.033kN; 最大弯矩Mmax=0.048kN·m;最大变形νmax=0.008mm;最大剪力Vmax=0.959kN; 截面应力σ=47629.883/64000=0.744N/mm2。 帽木的最大应力为0.744N/mm2,小于帽木的抗弯强度设计值11N/mm2,满足要求! 帽木的最大挠度为0.008mm,小于帽木的最大容许挠度1.6mm,满足要求! 八、梁底木支架立杆的稳定性验算: 作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。 1、静荷载标准值包括以下容: (1)木顶撑的自重(kN): NG1={1.000×0.060×0.080+[(1.000/2)2+0.6002]1/2×2×0.040×0.060+2.400×π×(0.040/2)2}×3.870=0.045kN (2)模板的自重(kN): NG2=0.350×0.400×0.250=0.035kN; (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3=25.000×0.250×0.500×0.400=1.250kN; 经计算得到,静荷载标准值; NG=NG1+NG2+NG3=0.045+0.035+1.250=1.330kN; 2、活荷载标准值计算: NQ=(1.000+2.000)×0.250×0.400=0.300kN; 3、立杆的轴向压力设计值计算公式: N=1.2NG+1.4NQ=1.2×1.330+1.4×0.300=2.016kN; 稳定性计算公式如下: σ=N/(φA0)≤fc 其中,N--作用在立杆上的轴力 σ--立杆受压应力计算值; fc--立杆抗压强度设计值; A0--立杆截面的计算面积; A0=π×(40.000/2)2=1256.637mm2 φ--轴心受压构件的稳定系数,由长细比结果确定; 轴心受压稳定系数按下式计算: φ=2800/λ2 i--立杆的回转半径,i=40.000/4=10.000m; l0--立杆的计算长度,l0=2400-500-600=1300mm; λ=1300.000/10.000=130.000; φ=2800/130.0002=0.166; 经计算得到: σ=2015.707/(0.166×1256.637)=9.682N/mm2; 根据规规定,用于施工和维修时木材的强度设计值应乘1.2调整系 数: [f]=1.2×10.000=12.000N/mm2; 木顶支撑立杆受压应力计算值为9.682N/mm2,小于木顶支撑立杆抗压强度设计值12N/mm2,满足要求! 九、梁底斜撑稳定性验算: 木顶撑斜撑的轴力RDi按下式计算: RDi=RCi/sinαi 其中,RCi-斜撑对帽木的支座反力; RDi-斜撑的轴力; αi-斜撑与帽木的夹角。 sinαi=sin{arctan[600.000/(1000.000/2)]}=0.768; 斜撑的轴力: RDi=RCi/sinαi=0.033/0.768=0.043kN 稳定性计算公式如下: σ=N/(φA0)≤fc 其中,N--作用在木斜撑的轴力,0.043kN σ--木斜撑受压应力计算值; fc--木斜撑抗压强度设计值;11.000N/mm2 A0--木斜撑截面的计算面积;A0=40.000×60.000=2400.000mm2; φ--轴心受压构件的稳定系数,由长细比λ=l0/i结果确定; 轴心受压构件稳定系数按下式计算: φ=1/(1+(λ/80)2) i--木斜撑的回转半径,i=0.289×40.000=11.560mm; l0--木斜撑的计算长度,l0=[(1000.000/2)2+600.0002]0.5=781.02mm; λ=781.025/11.560=67.563; φ=1/(1+(67.563/80)2)=0.584; 经计算得到: σ=42.781/(0.584×2400.000)=0.031N/mm2; 根据规规定,用于施工和维修时木材的强度设计值应乘1.2调整系数; [f]=1.2×11.000=13.200N/mm2; 木顶支撑斜撑受压应力计算值为0.031N/mm2,小于木顶支撑斜撑抗压强度设计值13.2N/mm2,满足要求! 墙模板计算 墙模板的计算参照《建筑施工手册》第四版、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规》(GB50009-2001)、《混凝土结构设计规》GB50010-2002、《钢结构设计规》(GB50017-2003)等规。 墙模板的背部支撑由两层龙骨〔木楞或钢楞〕组成: 直接支撑模板的为次龙骨,即龙骨;用以支撑层龙骨的为主龙骨,即外龙骨。 组装墙体模板时,通过穿墙螺栓将墙体两侧模板拉结,每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。 根据规,当采用溜槽、串筒或导管时,倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2; 一、参数信息 1.根本参数 次楞(龙骨)间距(mm): 300;穿墙螺栓水平间距(mm): 600; 主楞(外龙骨)间距(mm): 500;穿墙螺栓竖向间距(mm): 500; 对拉螺栓直径(mm): M14; 2.主楞信息 龙骨材料: 钢楞;截面类型: 圆钢管48×3.0; 钢楞截面惯性矩I(cm4): 10.78;钢楞截面抵抗矩W(cm3): 4.49; 主楞肢数: 2; 3.次楞信息 龙骨材料: 木楞; 宽度(mm): 60.00;高度(mm): 80.00; 次楞肢数: 2; 4.面板参数 面板类型: 竹胶合板;面板厚度(mm): 18.00; 面板弹性模量(N/mm2): 9500.00; 面板抗弯强度设计值fc(N/mm2): 13.00; 面板抗剪强度设计值(N/mm2): 1.50; 5.木方和钢楞 方木抗弯强度设计值fc(N/mm2): 13.00;方木弹性模量E(N/mm2): 9500.00; 方木抗剪强度设计值ft(N/mm2): 1.50; 钢楞弹性模量E(N/mm2): 210000.00; 钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2): 205.00; 墙模板设计简图 二、墙模板荷载标准值计算 按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按以下公式计算,并取其中的较小值: 其中γ--混凝土的重力密度,取24.000kN/m3; t--新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h; T--混凝土的入模温度,取20.000℃; V--混凝土的浇筑速度,取2.500m/h; H--模板计算高度,取3.000m; β1--外加剂影响修正系数,取1.000; β2--混凝土坍落度影响修正系数,取1.000。 根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F; 分别为47.705kN/m2、72.000kN/m2,取较小值47.705kN/m2作为本工程计算荷载。 计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=47.705kN/m2; 倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2.000kN/m2。 三、墙模板面板的计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。 按规规定,强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。 计算的原那么是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在楞上的三跨连续梁计算。 面板计算简图 1.抗弯强度验算 跨中弯矩计算公式如下: 其中,M--面板计算最大弯距(N.mm); l--计算跨度(楞间距): l=300.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.70×0.50×0.90=25.761kN/m,其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m; q=q1+q2=25.761+1.260=27.021kN/m; 面板的最大弯距: M=0.1×27.021×300.0×300.0=2.43×105N.mm; 按以下公式进展面板抗弯强度验算: 其中,σ--面板承受的应力(N/mm2); M--面板计算最大弯距(N.mm); W--面板的截面抵抗矩: b: 面板截面宽度,h: 面板截面厚度; W=500×18.0×18.0/6=2.70×104mm3; f--面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2; 面板截面的最大应力计算值: σ=M/W=2.43×105/2.70×104=9.007N/mm2; 面板截面的最大应力计算值σ=9.007N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2,满足要求! 2.抗剪强度验算 计算公式如下: 其中,∨--面板计算最大剪力(N); l--计算跨度(竖楞间距): l=300.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括: 新浇混凝土
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